Kaj je termoplastični kompozitni material?
V zadnjih letih je razvoj termoplastičnih kompozitov, ojačanih z vlakninami, ki temeljijo na termoplastični smoli, hitri, v svetu pa se začnejo raziskave in razvoj tovrstnih visokozmogljivih kompozitov. Termoplastični kompoziti se nanašajo na termoplastične polimere (na primer polietilen (PE), poliamid (PA), polifenilen sulfid (PPS), polieter imid (PEI), polieter ketona (PEKK) in polietherous -fibs (podobno matrike, ki so bile narejene iz matrike. Steklena vlakna, arilanske vlaknine itd.) Kot ojačitveni materiali.
Termoplastični lipidni kompoziti vključujejo v glavnem z dolgimi vlakninami, ojačanimi z natančno zrnato (LFT) neprekinjene vlakne, ojačene s predproga MT in termoplastične kompozite, ojačane s steklenimi vlakninami (CMT). Glede na različne zahteve uporabe matrika smole vključuje PPE-PAPRT, PELPCPE, PEEKPI, PA in drugo termoplastično inženirsko plastiko, dimenzija pa vključuje vse možne sorte vlaknin, kot so steklena suha viskozna arilna vlakna in vlakna. Z razvojem tehnologije kompozita termoplastične smole in njene recikliranosti je razvoj tovrstnega kompozitnega materiala hitrejši. Termalni superkomponiran je predstavljal več kot 30% celotne količine kompozitnega materiala drevesne matrice v razvitih državah v Evropi in Ameriki.
Termoplastična matrika
Termoplastična matrika je nekakšen termoplastični material, ima dobre mehanske lastnosti in toplotno odpornost, lahko se uporablja pri proizvodnji različnih industrijskih zalog. Za termoplastično matrico so značilni visoka trdnost, visoka odpornost na toploto in dobra korozijska odpornost.
Trenutno so termoplastične smole, ki se uporabljajo na letalskem polju, predvsem visoko temperaturno odporne in visoko zmogljive matrice smole, vključno s PEEK, PPS in PEI. Med njimi se amorfni PEI bolj uporablja v strukturi zrakoplovov kot polkristalni PPS in pokuka z visoko temperaturo oblikovanja zaradi nižje temperature obdelave in stroškov obdelave.
Termoplastična smola ima boljše mehanske lastnosti in kemično korozijsko odpornost, višjo temperaturo servis, visoko specifično trdnost in trdoto, odlično žilavost zloma in toleranco do poškodbe, odlično odpornost na utrujenost se lahko oblikujejo v kompleksno geometrijsko obliko in strukturo, nastavljivo toplotno prevodnost, recikliranost, dobro stabilnost v ostrim okolju, ponavljajoči se, ponovni molitvi in popravilo.
Sestavljen material, sestavljen iz termoplastične smole in ojačitvenega materiala, ima vzdržljivost, visoko žilavost, visoko odpornost na udarce in toleranco na poškodbe. Vlakna predpreg ni več treba shranjevati pri nizki temperaturi, neomejeno obdobje skladiščenja predpreg; Kratek cikel oblikovanja, varjenje, visoka učinkovitost proizvodnje, enostavna za popravilo; Odpadke je mogoče reciklirati; Svoboda oblikovanja izdelka je velika, lahko se naredi v zapleteno obliko, ki tvori prilagodljivost in številne druge prednosti.
Ojačitveni material
Lastnosti termoplastičnih kompozitov niso odvisne samo od lastnosti smole in ojačanih vlaken, ampak tudi tesno povezane z načinom ojačitve vlaken. Način ojačitve vlaken termoplastičnih kompozitov vključuje tri osnovne oblike: ojačitev kratkih vlaken, ojačitev z dolgimi vlakninami in neprekinjeno ojačitvijo vlaken.
Na splošno so vzpon z ojačanimi vlaknami dolga od 0,2 do 0,6 mm, in ker je večina vlaken v premeru manj kot 70 μm, so v glavnih vlaknih bolj podobna prahu. Termoplastika, ojačana s kratkimi vlakninami, se običajno proizvaja z mešanjem vlaken v staljeno termoplastiko. Dolžina vlaken in naključna orientacija v matrici omogočata relativno enostavno doseči dobro vlaženje. V primerjavi z dolgimi materiali, ojačanimi z vlakninami in neprekinjenimi vlakninami, je kompoziti kratkih vlaken najlažje izdelati z minimalnim izboljšanjem mehanskih lastnosti. Kompoziti z vlakninami so ponavadi oblikovani ali ekstrudirani tako, da tvorijo končne komponente, ker stalno vlakna manjši vpliv na fluidnost.
Dolžina vlaken dolgih armiranih kompozitov je na splošno približno 20 mm, ki jih običajno pripravimo z neprekinjenimi vlakninami, ki jih vlagamo v smolo in razrežemo na določeno dolžino. Pogost uporabljen postopek je proces pultruzije, ki nastane tako, da se skozi posebno oblikovalno matrico riše neprekinjeno mešanico vlaknin in termoplastične smole. Trenutno lahko strukturne lastnosti dolge vlakne, ojačene s termoplastičnim kompozitom, dosežejo več kot 200MPa, modul pa lahko s tiskanjem FDM doseže več kot 20 GPa, lastnosti pa bodo boljše z oblikovanjem vbrizgavanja.
Vlakna v kompozitih z neprekinjenimi vlakninami so "neprekinjena" in se po dolžini razlikujejo od nekaj metrov do nekaj tisoč metrov. Neprekinjene vlaknine kompoziti na splošno zagotavljajo laminate, predproge ali pletene tkanine itd.
Kakšne so značilnosti kompozitov, ojačanih z vlakninami
Vlakna, ojačana z vlakninami, je izdelana iz armiranih vlakenskih materialov, kot so steklena vlakna, ogljikova vlakna, aramidna vlakna in matrični materiali s postopkom navijanja, oblikovanja ali pultruzije. Glede na različne ojačitvene materiale lahko skupne kompozite, ojačane z vlakninami, razdelimo na kompozit, ojačeno s steklenimi vlakninami (GFRP), kompozit, ojačenih z ogljikovimi vlakni (CFRP) in aramidno vlakno ojačano kompozit (AFRP).
Vlakni, ojačani s kompoziti, imajo naslednje značilnosti:
(1) visoka specifična trdnost in velik specifični modul;
(2) lastnosti materiala je mogoče oblikovati;
(3) dobra korozijska odpornost in trajnost;
(4) Koeficient toplotne ekspanzije je podoben kot beton.
Te značilnosti omogočajo materiale FRP lahko zadovoljijo potrebe razvoja sodobnih struktur do velikega razpona, stolpa, velike obremenitve, svetlobe in visoke moči in delo v težkih pogojih, pa tudi za izpolnjevanje potreb razvoja sodobne gradbene industrializacije, tako da se vedno bolj uporablja v različnih civilnih stavbah, mostovih, avtocestah, oceanih, oceanih, oceanah, oceanih, oceanih, oceanih, oceanih, HITRAULSKIH STRUKTURAH IN UNTERNIH STRUKTURAH.
Termoplastični kompoziti imajo odlične možnosti za razvoj
Glede na poročilo naj bi svetovni trg termoplastičnih kompozitov do leta 2030 dosegel 66,2 milijarde ameriških dolarjev, v predvidenem obdobju pa 7,8% letne stopnje rasti. To povečanje lahko pripišemo naraščajočemu povpraševanju po izdelku v vesoljskem in avtomobilskem sektorju ter eksponentni rasti v gradbenem sektorju. Termoplastični kompoziti se uporabljajo pri gradnji stanovanjskih zgradb, infrastrukture in oskrbe z vodo. Lastnosti, kot so odlična moč, žilavost in sposobnost recikliranja in predelave, naredijo termoplastične kompozite, idealne za gradnjo uporabe.
Termoplastični kompoziti bodo uporabljeni tudi za izdelavo skladiščnih rezervoarjev, lahkih struktur, okenskih okvirjev, telefonskih polov, ograj, cevi, plošč in vrat. Avtomobilska industrija je eno ključnih področij uporabe. Proizvajalci se osredotočajo na izboljšanje učinkovitosti goriva z nadomeščanjem kovin in jekla z lahkimi termoplastičnimi kompoziti. Ogljikova vlakna na primer tehta petino toliko kot jeklo, zato pomaga zmanjšati skupno težo vozila. Po podatkih Evropske komisije se bo cilj zgornjih mej za emisije ogljika dvignil s 130 gramov na kilometer na 95 gramov na kilometer do leta 2024, kar naj bi povečalo povpraševanje po termoplastičnih kompozitih v avtomobilski proizvodni industriji.
Možnost termoplastičnih kompozitov je ogromna, domači proizvajalci pa veliko vlagajo v raziskave in razvoj. Upamo, da bo domača kompozitna tehnologija s skupnimi prizadevanji vseh v prihodnosti lahko v vodilnem položaju na mednarodnem mednarodnem položaju.
Čas objave: APR-21-2023